说到网络层的特点，首先想到的便是路由转发，本片博客就来总结一下路由转发协议。
一、网络层路由选择协议
1. 作用
当网络协议上升到第三层网络层之后，便不再是针对两台主机之间的发送与接收，而要考虑全局的网络拓扑结构。如何保证网络分组能够通过路由器成功从源主机转发到目的主机，这就要依赖网络层的路由选择协议。
2. 分类
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2.1静态路由选择算法：
由管理员手动配置路由信息：如从源主机至目的主机的路由选择等。
优点：简便、可靠，在负荷稳定、拓扑变化不大的网络中运行效果好，广泛用于高度安全性的军事网络和较小的商业网络
缺点：当网络结构变化频繁，或体系庞大时，配置信息变更次数多且信息量大，难以适配
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2.2动态路由选择算法：
通过相应的算法机制来自动配置路由选择，包括外部网关协议BGP，内部网关协议RIP、OSPF
优点：路由更新快，自动适应频繁的变化与庞大的网络
缺点：算法复杂，增加网络负担
二、RIP协议
RIP协议是一种分散性的路由选择协议，基于距离向量路由算法
3.1 距离向量路由算法
1）每个路由器自身维护一个路由表，记录至网络中所有其他路由器的距离与下一跳
2）路由器刚启动时，仅在路由表中添加相邻路由器，并设置距离为1
3）每30s与相邻路由器交换一次路由表，并更新路由表
4） 路由表更新过程：
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将收到的路由表每一项的下一跳置为路由表的源路由器，并将距离+1，遍历每一项
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若本路由器表中没有该项，则添加至本路由器表
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若本路由器表中有该项，且下一跳相同，则直接更新
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若本路由器表中有该项，且下一跳不同，则选择距离短的那一项
5）若180s未收到某邻居路由器发来的信息，则判定该路由器消失，将距离设置为16
3.2 特点：
- 与相邻路由器交换，交换全局路由信息
- 好消息传得快，坏消息传得慢
- RIP报文通过UDP协议进行传输
三、OSPF协议
OSPF协议是全局性的路由选择协议，基于链路状态路由算法
3.1 链路状态路由算法
1）每个路由器度量其到相邻路由器的距离，与RIP不同的是，这里的距离不是指跳数，而是对费用、距离、时延、带宽的度量
2）基于泛洪法，向网络中所有路由器发送上述路由信息
3）每个路由器更具收到的信息，建立全网络的网络拓扑图，并根据迪杰斯特拉算法，确定最短路径
3.2 特点
- 每隔30min或当路由状态发生变化时，发送一次路由信息
- 收敛速度快，不存在坏消息传得慢的问题
- 在网络规模巨大时，运行效率好于RIP协议
- OSPF数据报通过IP协议传输
四、BGP协议
BGP协议是外部网关协议，是自治系统之间传递网络分组时所运用的协议。
4.1 自治系统
庞大的互联网通常会切分成一个又一个的自治系统，系统内部的路由器只需相互连通，并选择一个或多个系统发言人与系统外部路由器进行连通交流。
划分自治系统极大地降低了路由器的信息负载，提高了网络传输效率。试想，若不通过自治系统划分，全球数亿台路由器，都需要维护到彼此之间的路由信息，这将是一个恐怖的开销。
4.2 工作过程
1）BGP发言人（即自治系统发言人）维护网络可达性信息，信息记录到达某个网络所要经过的一系列自治系统
2）网络拓扑发生变化时，BGP发言人与相邻AS的BGP发言人交换网络可达性信息
3）BGP发言人根据获得的信息根据所采用的策略，找寻到达各AS的较好路由
4.3 特点
- 支持CIDR，路由表包括目的网络前缀、下一跳路由器，到达目的网络所需经过的目的网络序列
- BGP启动时，交换整个BGP路由表。之后只有在路由信息发生变化时，交换更新的部分。节省带宽，减小开销
- BGP报文通过TCP协议传输
4.4 BGP-4的四种报文
- OPEN(打开)报文：与相邻的另一个BGP发言人建立关系，并认证发送方
2）UPDATE（更新）报文：通告新路径或撤销原路径
3）KEEPALIVE（保活）报文：在无UPDATE时，周期性正式邻站的连通性；也称OPEN的确认
4）NOTIFICATION（通知）报文：报告先前报文的差错；也用于关闭连接
五、三种路由协议的比较
正式邻站的连通性；也称OPEN的确认
4）NOTIFICATION（通知）报文：报告先前报文的差错；也用于关闭连接
五、三种路由协议的比较
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